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一架能變三架?國産後掠翼六代機,尾部翼身融合兩架無人僚機

作者:馬妍

#頭條首發大賽#

從殲-20首次亮相開始算,已經差不多過去了13年,如果從殲-20正式服役開始計算,也已經差不多過去了7個年頭。按照武器研發“生産一代、研發一代、預研一代”這個模式來看,中國的第六代戰鬥機研發時間少說也有7個年頭了,在周邊國家陸續裝備第五代戰鬥機的情況下,殲-20已經無法令解放軍保持絕對的空中優勢,中國對第六代戰鬥機的需求越來越迫切。

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而在最近,《南華早報》報道稱,在西北甯夏毛烏素沙漠南緣的一個機場,中國的工程師與科學家順利試飛了下一代戰鬥機的有人/無人“新概念”設計。與以往戰鬥機的不同之處在于,概念機的機翼設計更為複雜,具備空中變形能力,正常狀态是高速戰鬥機特有的後掠三角翼,後緣呈類似W形狀的布局。而需要變形的時候,機翼的一部分後緣脫落,變成了2個類似飛翼式布局的無人機,此時主翼後緣變為大V字形狀。這樣一來,一架戰鬥機就能夠變成三架使用,實作了多架具有不同功能的飛機內建協同飛行。

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其實關于中國下一代戰鬥機具備變形能力這一點,之前官方早就暗示過。2020年,殲-20總設計師楊偉就曾表示:未來的飛機可能就像科幻電影中的變形金剛。2022年,楊偉又表示:在不久的将來,人們會看到殲-30和殲-40。

而這種大飛機帶小飛機的設計,在冷戰時期就出現過。在噴氣式戰鬥機問世後,雖然戰鬥機的速度與爬升性能得到了加強,但是早期噴氣式戰鬥機面臨着一個嚴峻的問題,那就是渦輪噴氣式發動機的高油耗率,導緻噴氣式戰鬥機的滞空時間受到較大限制,已經很難像當年的P-51螺旋槳式戰鬥機那樣,為轟炸機提供長時間的護航。

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而當年美國的戰略轟炸機想要對蘇聯的大城市進行轟炸,動辄需要飛行幾千公裡,讓美國的護航戰鬥機鞭長莫及。而蘇聯戰鬥機當時普遍裝備了大口徑機炮,對皮糙肉厚的戰略轟炸機也有極強的毀傷能力,如果沒有戰鬥機護航,美國的轟炸機部隊将損失慘重。于是美國的設計師們突發奇想,想要研制一款能夠由轟炸機攜帶的“寄生機”。設計思路是研發一款體積小巧的戰鬥機,在轟炸機執行任務時,這種戰鬥機就挂在轟炸機的機腹待命,遇到蘇聯戰鬥機,轟炸機就将戰鬥機放出來,讓這些寄生戰鬥機對付蘇聯戰鬥機,等到任務完成後,再由轟炸機對戰鬥機進行回收。這樣一來,就解決了戰鬥機無法長時間為轟炸機護航的問題。

後來,美國就造出了名為XF85“小鬼”的袖珍戰鬥機,長度隻有4.53米,高度3.35米,翼展6.43米,顔值隻能用又短又粗又挫來形容。并且後來的試飛也證明這種想法很不靠譜,首先就是袖珍戰鬥機的性能非常有限,從外形就能看出來機動性非常一般,遇到蘇聯戰鬥機的時候别說護航了,連保護自己都做不到。其次,袖珍戰鬥機的滞空時間隻能維持半小時,哪怕能夠在激烈的空戰中存活下來,剩餘的油量恐怕也堅持不到成功回收,因為當時的控制技術并不成熟,袖珍戰鬥機一旦放出去,回收裝置的使用成功率就非常低。

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後來,随着地對空飛彈的性能不斷加強,高空轟炸機的頭号敵人從截擊機變成了地對空飛彈,繼續配備袖珍戰鬥機的意義已經不大,XF85項目最終也被廢棄。

而中國的六代概念機将機翼的一部分設計成具有獨立飛行能力的無人機,避免了安裝在其他位置會額外增加阻力的問題,當挂載無人機的時候,也相當于增加了翼面積,提高了飛機的總體升力。

戰鬥機要額外配備無人機,肯定不會為了給自己護航,而是大大擴充了戰鬥機的靈活性,比如在六代機的指揮下,無人機可以充目前哨機,在前方為六代機提前探路。在隐身戰機的時代,戰機之間彼此互相發現的距離越來越短,誰先暴露目标誰就會處于劣勢,而無人機就相當于在前方幫己方六代機插眼,拓展己方六代機的探測範圍,同時也能幫助自己戰機吸引火力,在敵方先開火暴露目标的情況下,做到後發制人。

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另外,俄烏沖突已經證明,現代化的防空武器已經對戰鬥機造成嚴重威脅,戰鬥機僅憑機動性與有限的電子幹擾能力,很難逃脫高性能防空飛彈的打擊。而無人機則成為了對付防空飛彈的利器,一方面無人機可以前方引誘敵方防空飛彈開火,為己方戰機标定高危區域,另一方面,無人機也可以攜帶彈藥或者化身為巡飛彈,直接對敵方防空陣地發動攻擊。遠端防空飛彈的備彈量相對有限,一部發射車通常隻有4-8枚備彈,烏軍在攻擊俄羅斯S400防空系統的時候,通常就是利用無人機與巡航飛彈先消耗俄軍的防空飛彈,戰術彈道飛彈最後抵達戰場,完成對俄軍防空系統的絕殺。而1架中國六代機可以攜帶2架無人機,4架中國六代機就可以使用無人機對敵方防空系統形成壓制了。

而且從無人機的飛翼式造型來看,其本身也擁有不俗的隐身性能,将來甚至可以攜帶空對空飛彈,穿透敵方的空中防禦網,在六代機的引導下對敵方的預警機、加油機展開獵殺,哪怕作戰失敗被擊落了,對于我方來說也隻是損失了幾架無人機,萬一成功了就是血賺。

不過目前這種設計還存在一定的技術風險,美國在冷戰時期研發的XF85袖珍無人機,是挂在機身中軸線上,再加上轟炸機平時都是四平八穩的飛行,是以收放無人機對飛行狀态影響不大。

而如今高性能的戰鬥機,采用的都是靜不穩定設計,機翼上的無人機突然分離,會導緻戰機氣動焦點出現劇烈變化,再加上分離過程中出現的氣流擾動,很容易導緻戰機失控甚至是墜毀。上世紀50年代,美國空軍嘗試将兩架戰鬥機固定在一架轟炸機的左右翼尖上,然而在實際測試過程中,出現了強烈的翼尖渦流,導緻戰鬥機與轟炸機一同墜毀。

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想要安全的投放無人機,這就要求載機在氣動外形與飛控算法上下功夫。更極端的情況是,如果投放裝置出現故障,導緻一邊機翼将無人機投放了出去,另一邊機翼卻依舊維持原狀,戰機的飛控系統必須能夠保證飛機在兩邊升力不平衡的情況下,順利返航并完成着陸。

是以想要實作上述概念,就要求研發國在氣動設計、飛控編寫方面有極為深厚的功底,剛好這兩方面恰恰是中國的強項,你可以質疑中國的發動機技術或者材料技術,但是要比氣動設計與飛控編寫,中國人在藍星上還沒服過誰,殲-20就是最好的證明。

據《南華早報》透露,這次試飛的六代概念機,使用了西北工業大學開發的FCC-100飛行控制計算機,該計算機可以在短時間内完成複雜的計算,然後向控制系統下達高度可靠的控制指令,再配合具備快速反應能力的方向舵,足夠確定無人機分離過程中的飛行安全。正是因為西北工業大學如今在國防領域有非常高的造詣,美國情報機構才在最近幾年多次試圖滲透該校的計算機網絡,想要擷取中國絕密的科技資訊。

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從有限的公開資料來看,中國六代機的總體布局要比殲-20精簡的多,沒有鴨翼和水準尾翼,使用一對大角度傾斜的V形垂尾負責機身穩定,進氣道疑似設計在機身上方。從這些資料可以看出,中國的六代機将不再追求機動性,而是更看重飛機的隐身性能與超音速飛行能力,并利用随身攜帶的無人機拓展多用途性能這既是一架戰鬥機,又是一架“領航機”,同時也是一架指揮機。

殲-20總設計師楊偉曾在2023年10月份的一場大學演講時表示:現在打仗不是追求“機動為王”的時代,而是“資訊為王、智能為王”。這表明中國的下一代戰鬥機,可能沒有複雜的氣動外形,但卻擁有更強的隐身性能以及綜合化、智能化控制系統,飛行員從過去操控飛機為主,變成了坐在飛機上操控無人機以及其他系統,飛機的控制交給智能化的飛機自己完成。

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目前的戰鬥機在機動性方面已經進入了瓶頸,因為人體的承受能力有限,導緻戰鬥機最大過載通常被限制在10個G以内,持續過載能力維持在7G就算很不錯了,能夠承受10G以上過載的飛行員可謂鳳毛麟角。而無人機則沒有這方面的限制,無人機所能承受的最大過載,取決于機體強度,未來空戰将逐漸演變為無人化,有人戰機則在後方充當決策者與指揮官。現在中國的六代概念機也開始重視與無人機的搭配,證明中國已經在這方面處于領先地位。

雖然目前不少第五代戰鬥機也有與無人機進行搭配作戰的計劃,比如俄羅斯的蘇-57與“獵人”大型無人機。然而五代機與無人機之間的關系,更像是長機與僚機的關系,受制于無人機的航程與速度,在執行任務時受到的限制非常大。

而中國的六代概念機,将無人機與戰鬥機融為一個作戰系統,無人機就相當于戰鬥機的一個子產品,這樣就大大減低了無人機對于燃料的攜帶要求,在無人機體型有限的情況下,将更多的空間用于增強性能。而且無人機與戰鬥機融為一體,也大大降低了被敵方雷達探測到的距離,哪怕暴露了,原本1個目标也會突然變成3個目标,打對手一個措手不及。

當然,目前全世界對于第六代戰鬥機依然沒有一個統一的概念,過去中國可以摸着美國與俄羅斯過河,無論是殲7、殲-10還是殲-20,在設計的時候都會參考其他國家的先進戰鬥機,但是到了研發第六代戰鬥機的時候,已經沒有樣闆供中國科研人員來借鑒了,這就對中國科研人員的創新能力提出了很高的要求,至少從目前的情況來看,中國科研人員已經想到了不少好點子。

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